ANSYS APDL截面特性批量读取高效方法

利用ANSYS APDL板块建立杆系结构模型时,常常通过赋予杆件或单元实常数来建立有限元模型,譬如桥梁、高层结构、大临施工结构等。在建立这些结构的有限元模型时,使用较为普遍的当属Beam4单元,该单元是一种可用于承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元。这种单元在每个节点上有六个自由度:x、y、z三个方向的线位移和绕x、y、z三个轴的角位移。可用于计算应力刚化及大变形的问题。

图片1.jpg

本单元的定义通常是以下这些输入参数确定的:横截面积变量A,两个轴惯性矩(IZZ和IYY)变量,两个厚度变量(TKZ,TKY),绕X轴(单元座标系下)扭转惯性矩(IXX),定义格式如此下:

R,编号,A,IZZ,IYY,TKZ,TKY $RMORE,,IXX



我们通常辅助使用CAD计算截面特性,步骤如下:



1、首先在CAD中建立截面,利用REG命令形成面域

jishuling.png



2、输入"EXPORT",导出成"SAT"格式文件

jishuling1.png



3、在ANSYS APDL中运行如下命令流。即可计算得到截面特性


/prep7

~satin,1,sat,,surface

et,1,plane82

smrtsize,1

allsel,all

amesh,all

secwrite,1,sect,,1

sectype,1,beam,mesh

secoffset,cent,,,  

secread,'1','sect','',mesh          

secplot,1,1 !1号截面


jishuling2.png

可以得到该截面实常数应为:

R,1,0.859305,16.801,2.4843, ,  $RMORE,,2.87252

上述方法比较常规,具体操作可以访问我在B站的建模教程:ANSYS建模经验分享、ANSYS截面特性计算方法



可以发现,利用上述命令流并不会得到”TKZ、TKY“两个变量,需要手动输入,虽然这两个变量不会对模型分析产生影响,但它们是检查模型建立正确与否的两个关键变量,即所谓的”大小小大,小大大小“关系。另外一个不方便之处在于当截面非常多时(大多数情况下一个结构具有几十个截面),使用上述命令流比较耗时。因此,基于以上不足,小编优化了计算方法,采用MATLAB与ANSYS APDL联合的方法,一键批量计算所有截面的实常数。

  • 使用该程序时,首先需要新建一个工程目录(即新建文件夹),然后将如下两个程序复制到该目录下,如下图所示:

jishuling3.png


  • 然后将所有”SAT“格式截面顺序编号保存至该目录下,如下图所示,将15个截面保存至该目录下:

jishuling4.png


  • 打开MATLAB,更改工作路径为该新建文件夹,MATLAB打开”A_tmyjs_jmconst“,程序中仅需要更改ANSYS程序所在目录即可,如下图所示:

jishuling5.png


  • 运行程序,得到所有截面特性将保存至工作目录下的"01_jiemian_constant.txt"中,结算结果如下图所示:

jishuling9.png

备注:ANSYS程序所在目录查询方法(小编使用的是19.2版本)




1、右击桌面”Mechanical APDL Product Launcher 19.2“或”Mechanical APDL 19.2“,点击“打开文件所在位置

jishuling7.png



2、复制该路径,找到19.2版本的exe程序,复制该exe程序名称,粘贴至MATLAB中”待修改路径(红色框选部分)

jishuling8.png


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